CGI、FastCGI和PHP-FPM區別和關係詳解（包含圖解）

阿新 • • 發佈：2018-11-25

CGI、FastCGI和PHP-FPM區別和關係詳解（包含圖解）

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在搭建 LAMP/LNMP 伺服器時，會經常遇到 PHP-FPM、FastCGI和CGI 這幾個概念。如果對它們一知半解，很難搭建出高效能的伺服器。接下來我們就以圖形方式，解釋這些概念之間的關係。
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1、基礎

在整個網站架構中，Web Server（如Apache）只是內容的分發者。舉個栗子，如果客戶端請求的是 index.html，那麼Web
Server會去檔案系統中找到這個檔案，傳送給瀏覽器，這裡分發的是靜態資料。

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如果請求的是 index.php，根據配置檔案，Web Server知道這個不是靜態檔案，需要去找 PHP
解析器來處理，那麼他會把這個請求簡單處理，然後交給PHP解析器。
當Web Server收到 index.php 這個請求後，會啟動對應的 CGI
程式，這裡就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini檔案，初始化執行環境，然後處理請求，再以規定CGI規定的格式返回處理後的結果，退出程序，Web server再把結果返回給瀏覽器。這就是一個完整的動態PHP Web訪問流程，接下來再引出這些概念，就好理解多了

①CGI：是 Web Server 與 Web Application 之間資料交換的一種協議。
②FastCGI：同 CGI，是一種通訊協議，但比 CGI 在效率上做了一些優化。同樣， SCGI 協議與 FastCGI 類似。
③PHP-CGI：是 PHP （Web Application）對 Web Server 提供的 CGI 協議的介面程式。
④PHP-FPM：是 PHP（Web Application）對 Web Server 提供的 FastCGI 協議的介面程式，額外還提供了相對智慧一些任務管理。
⑤WEB 中，Web Server 一般指Apache、Nginx、IIS、Lighttpd、Tomcat等伺服器。
⑥Web Application 一般指PHP、Java、Asp.net等應用程式。

2、Module方式

在瞭解 CGI 之前，我們先了解一下Web server 傳遞資料的另外一種方法：PHP Module載入方式。以 Apache
為例，在PHP Module方式中，是不是在 Apache 的配置檔案 httpd.conf 中加上這樣幾句：
所以，這種方式，他們的共同本質都是用 LoadModule 來載入
php5_module，就是把php作為apache的一個子模組來執行。當通過web訪問php檔案時，apache就會呼叫php5_module來解析php程式碼。
那麼php5_module是怎麼來將資料傳給php解析器來解析php程式碼的呢？答案是通過sapi。

我們再來看一張圖，詳細的說說apache 與 php 與 sapi的關係：
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從上面圖中，我們看出了sapi就是這樣的一箇中間過程，SAPI提供了一個和外部通訊的介面，有點類似於socket，使得PHP可以和其他應用進行互動資料（apache，nginx等）。php預設提供了很多種SAPI，常見的提供給apache和nginx的php5_module、CGI、FastCGI，給IIS的ISAPI，以及Shell的CLI。

所以，以上的apache呼叫php執行的過程如下：

apache -> httpd -> php5_module -> sapi -> php

好了。apache與php通過php5_module的方式就搞清楚了吧！

這種模式將php模組安裝到apache中，所以每一次apache結束請求，都會產生一條程序，這個程序就完整的包括php的各種運算計算等操作。

在上圖中，我們很清晰的可以看到，apache每接收一個請求，都會產生一個程序來連線php通過sapi來完成請求，可想而知，如果一旦使用者過多，併發數過多，伺服器就會承受不住了。

而且，把mod_php編進apache時，出問題時很難定位是php的問題還是apache的問題。

3、CGI

CGI（Common Gateway Interface）全稱是“通用閘道器介面”，WEB 伺服器與PHP應用進行“交談”的一種工具，其程式須執行在網路伺服器上。CGI可以用任何一種語言編寫，只要這種語言具有標準輸入、輸出和環境變數。如php、perl、tcl等。

WEB伺服器會傳哪些資料給PHP解析器呢？URL、查詢字串、POST資料、HTTP
header都會有。所以，CGI就是規定要傳哪些資料，以什麼樣的格式傳遞給後方處理這個請求的協議。仔細想想，你在PHP程式碼中使用的使用者從哪裡來的。
也就是說，CGI就是專門用來和 web伺服器打交道的。web伺服器收到使用者請求，就會把請求提交給cgi程式（如php-cgi），cgi程式根據請求提交的引數作應處理（解析php），然後輸出標準的html語句，返回給web服伺服器，WEB伺服器再返回給客戶端，這就是普通cgi的工作原理。
CGI的好處就是完全獨立於任何伺服器，僅僅是做為中間分子。提供介面給apache和php。他們通過cgi搭線來完成資料傳遞。這樣做的好處了儘量減少2個的關聯，使他們2變得更獨立。

4、FastCGI介紹
1）FastCGI簡單介紹

從根本上來說，FastCGI是用來提高CGI程式效能的。類似於CGI，FastCGI也可以說是一種協議。
FastCGI像是一個常駐(long-live)型的CGI，它可以一直執行著，只要啟用後，不會每次都要花費時間去fork一次。它還支援分散式的運算,即 FastCGI 程式可以在網站伺服器以外的主機上執行，並且接受來自其它網站伺服器來的請求。
FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴充套件，其主要行為是將CGI直譯器程序保持在記憶體中，並因此獲得較高的效能。眾所周知，CGI直譯器的反覆載入是CGI效能低下的主要原因，如果CGI直譯器保持在記憶體中，並接受FastCGI程序管理器排程，則可以提供良好的效能、伸縮性、Fail- Over特性等等。

2）FastCGI的工作原理

FastCGI介面方式採用C/S結構，可以將HTTP伺服器和指令碼解析伺服器分開，同時在指令碼解析伺服器上啟動一個或者多個指令碼解析守護程序。當HTTP伺服器每次遇到動態程式時，可以將其直接交付給FastCGI程序來執行，然後將得到的結果返回給瀏覽器。這種方式可以讓HTTP伺服器專一地處理靜態請求，或者將動態指令碼伺服器的結果返回給客戶端，這在很大程度上提高了整個應用系統的效能。

5、PHP-FPM介紹
要了解PHP-FPM，就得先說說PHP-CGI。

PHP-CGI就是PHP實現的自帶的FastCGI管理器。
雖然是php官方出品，但是這丫的卻一點也不給力，效能太差，而且也很麻煩不人性化，主要體現在：

php-cgi變更php.ini配置後，需重啟php-cgi才能讓新的php-ini生效，不可以平滑重啟。
直接殺死php-cgi程序，php就不能運行了。上面2個問題，一直讓很多人病垢了很久，所以很多人一直還是在用 Module 方式。直到
2004年一個叫 Andrei Nigmatulin的屌絲髮明瞭PHP-FPM ，這神器的出現就徹底打破了這種局面，這是一個PHP專用的
fastcgi 管理器，它很爽的克服了上面2個問題，而且，還表現在其他方面更表現強勁。

也就是說，PHP-FPM 是對於 FastCGI
協議的具體實現，他負責管理一個程序池，來處理來自Web伺服器的請求。目前，PHP5.3版本之後，PHP-FPM是內置於PHP的。

因為PHP-CGI只是個CGI程式，他自己本身只能解析請求，返回結果，不會程序管理。所以就出現了一些能夠排程 php-cgi
程序的程式，比如說由lighthttpd分離出來的spawn-fcgi。同樣，PHP-FPM也是用於排程管理PHP解析器php-cgi的管理程式。

PHP-FPM通過生成新的子程序可以實現php.ini修改後的平滑重啟。

6、總結
最後，我們來總結一下，這些技術經過不斷的升級，可以解決什麼問題（不然也不會升級嘛）。
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所以，如果要搭建一個高效能的PHP WEB伺服器，目前最佳的方式是Apache/Nginx + FastCGI + PHP-FPM(+PHP-CGI)方式了，不要再使用 Module載入或者 CGI 方式啦：）